[發明專利]一種具有防污功能的自修復防腐涂層及其制備方法

有效

• 申請號: 201711073863.1
• 申請日: 2017-11-05
• 公開（公告）號: CN107760163B
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 錢備
• 申請（專利權）人: 青島農業大學
• 主分類號: C09D163/00
• 分類號: C09D163/00;C09D5/16;C09D5/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明設計了一種具有防污功能的自修復防腐涂層及其制備方法，屬于海洋防腐防污涂層領域。具有防污功能的自修復防腐涂層，其特征在于：通過向涂層中添加裝載殺菌劑的高分子微球和裝載緩蝕劑的納米容器，使涂層兼具抵抗微生物和自修復防腐的功能。具有防污功能的自修復防腐涂層的制備方法，其特征在于，將裝載殺菌劑的高分子微球和裝載緩蝕劑的納米容器分散到環氧樹脂中，將環氧樹脂與一定量的環氧樹脂固化劑混合制成涂層，將涂層涂覆在碳鋼表面形成具有防污功能的自修復防腐涂層。

技術領域

本發明涉及一種具有防污功能的自修復防腐涂層及其制備方法，屬于海洋防腐防污涂層領域。

背景技術

有機防腐涂層在長期使用過程中，會遭受磨損、磨耗和磨蝕，容易發生鼓泡、針孔和微裂紋等現象，從而使小面積的金屬暴露在腐蝕介質中，引發局部腐蝕，導致涂層提前失效。近年來，人們針對智能自修復防腐涂層的研究逐年增多，該類涂層破裂時，分散在涂層中的功能性微球或納米容器能夠釋放愈合劑或緩蝕劑，在金屬表面生成保護膜，阻止或減緩金屬的腐蝕過程。

目前，有關自修復防腐涂層的研究大致可以分為兩類：一類是利用高分子微球或納米容器封裝聚合劑，聚合劑如二環戊二烯、環氧樹脂、異氰酸酯、亞麻籽油等在催化劑或固化劑的作用下，發生水解、交聯和聚合等反應生成高分子聚合物填堵在涂層的微裂紋處，隔離腐蝕性介質與金屬，起到防腐的效果；另一類是利用高分子微球或納米容器封裝緩蝕劑并將其分散到涂層中。緩蝕劑分子中的N、S、O等供電子基團與金屬形成配位共價鍵而產生化學吸附；帶電的緩蝕劑基團與帶有相反電荷的金屬產生物理吸附；物理吸附和化學吸附的共同作用使微量的緩蝕劑分子覆蓋在金屬表面，保護涂層微裂紋處與腐蝕介質接觸的金屬基體。

但是，傳統的自修復涂層不具備抗菌和防污性能，而鋼材在海洋環境的實際應用中，微生物腐蝕的危害不容小覷，它們的新陳代謝影響著金屬/海水界面的腐蝕反應過程，特別是某些厭氧微生物如硫酸鹽還原菌在代謝過程中會產生硫化物，加速碳鋼的陽極溶解過程，導致傳統自修復涂層中的緩蝕劑或愈合劑釋放后無法達到理想的保護效果。

發明內容

針對上述問題，本發明提出一種具有防污功能的自修復防腐涂層，通過向涂層中添加裝載殺菌劑的高分子微球和裝載緩蝕劑的納米容器，使涂層兼具抵抗微生物和自修復防腐的功能，本發明的另一目的在于提供了一種具有防污功能的自修復防腐涂層的制備方法。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：一種具有防污功能的自修復防腐涂層，將裝載殺菌劑的高分子微球和裝載緩蝕劑的納米容器分散到環氧樹脂中，使涂層兼具抵抗微生物和自修復防腐的功能。

一種具有防污功能的自修復防腐涂層的制備方法，包括以下步驟：

（1）制備裝載殺菌劑的高分子微球；

（2）制備裝載緩蝕劑的納米容器；

（3）將裝載殺菌劑的高分子微球和裝載緩蝕劑的納米容器分散到環氧樹脂中；

（4）將上述環氧樹脂與一定量的環氧樹脂固化劑、分散劑、稀釋劑、消泡劑混合制成涂層；

（5）將上述涂層涂覆在碳鋼表面形成具有防污功能的自修復防腐涂層。

作為優選，所述步驟（1）裝載殺菌劑的高分子微球的制備過程為：

在反應器中加入摩爾比為1：1.75的尿素和37wt％的甲醛水溶液，將其置于集熱式磁力加熱攪拌器中，在攪拌下使尿素完全溶解在甲醛中，用三乙醇胺調節溶液的pH到8，然后加熱到75℃，攪拌保溫反應1 h，反應得到預聚體。

配置一定濃度的殺菌劑，加入乳化劑，快速攪拌分散30 min，得到含有殺菌劑的乳化液。